引言：在過(guò)往的幾年里，我有兩位好友都在創(chuàng)業(yè)做HUD，這也是汽車(chē)零部件里面一個(gè)時(shí)髦的創(chuàng)業(yè)方向。HUD（head up display抬頭顯示器）這種可以讓駕駛員不用低頭看儀表的方案，將重要信息在視線前方的擋風(fēng)玻璃上面，未來(lái)隨著MEB里面的配置，可能擴(kuò)展到更多的電動(dòng)汽車(chē)?yán)锩?。這里進(jìn)行拆解的是之前比較老BMW的TFT的投影HUD的系統(tǒng)，僅供參考。
01 擋風(fēng)玻璃HUD的拆解
擋風(fēng)玻璃HUD的工作原理是通過(guò)投影將行車(chē)相關(guān)的信息投影到駕駛員前方的透明介質(zhì)上。
圖1 擋風(fēng)玻璃HUD
從整體接口來(lái)看，我們可以參考日本精機(jī)給BMW做的一款HUD來(lái)分解，從整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要包括主控PCB板、LED光源單元、顯示部分和鏡面部分。總共這里分了三塊PCB板，主控PCB板、光源PCB板和顯示轉(zhuǎn)接板。
圖2 HUD的拆解
1） LED光源部分：LED需要提供足夠明亮的光以使駕駛員清楚地看到投影的圖像和信息，這里設(shè)計(jì)了一塊獨(dú)立的LED陣列板。由于投影顯示的效果由投影光線的亮度和環(huán)境光亮度一起決定，所以這里的LED的亮度是需要由足夠的。如下所示，這個(gè)LED板下面直接是散熱殼體。
圖3 里面包括LED部分
2）液晶屏顯示內(nèi)容是整個(gè)投影的重要組成部分，這些內(nèi)容通過(guò)反射改變光源角度最終在擋風(fēng)玻璃上成像，當(dāng)然這個(gè)結(jié)構(gòu)如下所示。
圖4 顯示部分
3）最后一部分是反射結(jié)構(gòu)的控制，主要通過(guò)直流電機(jī)來(lái)控制位置，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。
圖5 鏡面控制部分
整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，HUD就是一個(gè)純光學(xué)器件，汽車(chē)電子的部分就是一個(gè)光源、屏幕和圖像顯示，下面通過(guò)另一款大陸的HUD的主板來(lái)進(jìn)行參考，在做了主板集成以后，主要的成本還是玻璃等等。擋風(fēng)玻璃的不規(guī)則的曲面會(huì)讓直接投影產(chǎn)生畸形的圖像，在設(shè)計(jì)中需要加入一個(gè)非球面鏡來(lái)矯正圖像，這里完全是光學(xué)的knowhow。
02 主板和LED板集成的HUD
同時(shí)給BMW供應(yīng)HUD也有Conti，在2015年的拆解中，整體由以下的部件所組成，主要包括：
- LCD顯示單元，（1.8英寸，480 x 240像素），40.8mm x 20.4mm可視區(qū)域，85um x 85um像素大小 由日本顯示公司生產(chǎn)（ACX416AKN-E）
- HUD外殼，材料為鋁合金；還有投影窗框外殼、凹面鏡外殼和平面鏡外殼
- 凹面鏡，注塑聚碳酸酯，鍍銀涂層
- 主控板控制器：采用83.3MHz CPU，136KB SRAM / 160KB NOR閃存；帶I2C和6個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制器
- 直流電動(dòng)機(jī)，帶集成齒輪箱的直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)
如上面所示，主控板主要包括圖形控制、主控通信和電機(jī)控制。
圖6 HUD的系統(tǒng)框圖
如下主板所示，和日本精機(jī)有差異的地方，是把主板和LEDB板進(jìn)行了集成，從汽車(chē)電子的角度來(lái)看也確實(shí)沒(méi)啥特別的設(shè)計(jì)內(nèi)容。
圖7 HUD主控板和顯示屏
小結(jié)：從近期新車(chē)的趨勢(shì)來(lái)看，HUD的普及率還是增長(zhǎng)挺快的，這玩意降低成本一方面是光學(xué)層面的降本，一方面就是電子BOM上降本，從未來(lái)來(lái)看，由一個(gè)主控單元把需要顯示的內(nèi)容直接傳輸?shù)竭@個(gè)顯示屏上也確實(shí)合理。好多汽車(chē)電子部件看上去和電子有關(guān)，其實(shí)里面電子的部分占比非常低，主要是機(jī)電和材料的事情。
